JP2011064249A - Vibration reducing device of engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの振動低減装置に関するものである。 The present invention relates to an engine vibration reducing device.
特許文献1には、エンジンの振動低減装置において発電機を設ける技術が開示されている。この振動低減装置は、ハウジング内にバランサシャフトを収容して構成され、バランサシャフトのうちハウジング外へ突出した端部にはロータが取り付けられ、ハウジングの外部にはステータが設けられている。発電機は、ロータとステータによって構成され、バランサシャフトの回転運動を利用して発電を行う。 Patent Document 1 discloses a technique for providing a generator in an engine vibration reduction device. This vibration reduction device is configured by housing a balancer shaft in a housing, a rotor is attached to an end portion of the balancer shaft that protrudes outside the housing, and a stator is provided outside the housing. The generator is composed of a rotor and a stator, and generates power using the rotational motion of the balancer shaft.
上記の振動低減装置では、発電機がハウジングの外部に配置されていたため、ハウジングの外部に発電機を配置するためのスペースを確保しなければならない。特に、ロータは、回転運動をするため、大きなスペースが必要となる。 In the above vibration reducing device, since the generator is arranged outside the housing, a space for arranging the generator outside the housing must be secured. In particular, the rotor requires a large space because it rotates.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、省スペース化を図ることを目的とする。 The present invention has been completed based on the above situation, and aims to save space.
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、シャフト本体とバランスウエイトを備えて構成され、エンジンの駆動に連動して回転することによりエンジンの振動を低減するバランサシャフトと、前記バランサシャフトのうち少なくとも前記バランスウエイトを収容するとともに、前記シャフト本体を回転可能に支持するハウジングと、前記バランサシャフトの回転力を利用して発電を行う発電機とを備えたエンジンの振動低減装置において、前記発電機が、前記バランスウエイトに一体回転し得るように取り付けたロータと、前記ハウジングに取り付けたステータとを備えて構成されているところに特徴を有する。 As a means for achieving the above object, the invention of claim 1 comprises a shaft body and a balance weight, and a balancer shaft that reduces vibrations of the engine by rotating in conjunction with driving of the engine, A vibration reduction device for an engine comprising: a housing that accommodates at least the balance weight of the balancer shaft, and that rotatably supports the shaft body; and a generator that generates electric power using the rotational force of the balancer shaft. The generator is characterized in that it comprises a rotor attached to the balance weight so as to rotate integrally with the balance weight, and a stator attached to the housing.
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記ロータが、前記バランスウエイトの内部に埋設されているところに特徴を有する。 The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the rotor is embedded in the balance weight.
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載のものにおいて、前記エンジンが前記ハウジングの上方に配置されており、前記バランサシャフトが、前記シャフト本体を概ね水平に向けた姿勢で支持されており、前記ステータが、前記ハウジングの下面に配置されているところに特徴を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the engine is disposed above the housing, and the balancer shaft supports the shaft body in a posture in which the shaft main body is oriented substantially horizontally. And the stator is disposed on the lower surface of the housing.
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のものにおいて、前記ステータが、前記ハウジングの外面に配置されているところに特徴を有する。 The invention of claim 4 is characterized in that, in any one of claims 1 to 3, the stator is disposed on an outer surface of the housing.
<請求項1の発明>
大きなスペースが必要とされるロータを、バランスウエイトに取り付けることによりハウジングの内部に収容した。ハウジング内には、バランスウエイトの回転動作を許容するための回転許容空間が存在しているのであるが、この回転許容空間は、ロータの回転動作を可能とするためのスペースとして有効に利用することができる。これにより、省スペース化を図ることができる。
<Invention of Claim 1>
A rotor requiring a large space was accommodated inside the housing by being attached to a balance weight. There is a rotation allowance space in the housing that allows the balance weight to rotate. However, this rotation allowance space must be used effectively as a space to enable the rotor to rotate. Can do. Thereby, space saving can be achieved.
<請求項2の発明>
ロータが埋設されていない既存のバランスウエイトの外面にロータを配置した場合には、そのバランスウエイトの重心位置が、ロータを取り付ける前の状態のバランスウエイトの重心位置から大きくずれることが懸念される。その点、本願発明では、ロータをバランスウエイトの内部に埋設しているので、その重心位置が既存のバランスウエイトの重心位置から大きくずれる虞がなく、重心位置のずれに起因する振動低減機能の低下を回避することができる。
<Invention of Claim 2>
When the rotor is arranged on the outer surface of an existing balance weight in which the rotor is not embedded, there is a concern that the center of gravity position of the balance weight is greatly deviated from the center of gravity of the balance weight before the rotor is attached. In that respect, in the present invention, since the rotor is embedded in the balance weight, the position of the center of gravity does not have to be greatly deviated from the position of the center of gravity of the existing balance weight, and the vibration reduction function caused by the shift of the center of gravity is reduced. Can be avoided.
<請求項3の発明>
ステータを、ハウジングの下面、即ちハウジングを挟んでハウジングとは反対側の位置に配置しているので、ハウジングとエンジンとの位置関係やハウジングの上面側の形状を変更せずに済む。
<Invention of
Since the stator is disposed at the lower surface of the housing, that is, at a position opposite to the housing across the housing, it is not necessary to change the positional relationship between the housing and the engine and the shape of the upper surface side of the housing.
<請求項4の発明>
ステータをハウジングの内部に配置する場合には、ハウジングの内部にステータの収容スペースを確保しなければならないため、既存のハウジングを流用できなくなることが懸念される。その点、本願発明では、ステータをハウジングの外面に配置したので、既存のハウジングを流用することが可能である。
<Invention of Claim 4>
When the stator is disposed inside the housing, there is a concern that an existing housing cannot be diverted because a space for accommodating the stator must be secured inside the housing. In that respect, in the present invention, since the stator is disposed on the outer surface of the housing, the existing housing can be used.
<実施形態1>
以下、本発明を具体化した実施形態1を図1及び図2を参照して説明する。本実施形態の振動低減装置1は、非磁性材料からなるハウジング10内に第1バランサシャフト20Aと第2バランサシャフト20Bを収容して構成されているとともに、第1発電機2Aと第2発電機2Bを備えている。振動低減装置1の上方の近傍には、エンジン3が配置されている。エンジン3にはクランクシャフト(図示省略)が設けられており、クランクシャフトのクランクギヤの下端部は、エンジン3の下面側へ突出されている。
<Embodiment 1>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The vibration reduction device 1 of the present embodiment is configured by housing a
ハウジング10は、ロアケース11とアッパケース12とを上下に重ねて構成されており、ハウジング10の内部には、第1バランサシャフト20Aと第2バランサシャフト20Bを回転可能に収容するための空間として、1つの回転許容空間13と、2つの第1軸受孔14Aと、2つの第2軸受孔14Bとが形成されている。回転許容空間13は、2本のバランサシャフト20A,20Bのバランスウエイト23A,23Bを収容し、2つのバランスウエイト23A,23Bの回転を許容するための空間として機能する。
The
各軸受孔14A,14Bは、いずれも、バランサシャフト20A,20Bの軸部25A,25Bを回転可能に支持するための円形断面の貫通孔状をなす。2つの第1軸受孔14Aは、第1バランサシャフト20Aの軸部25Aを支持するためのものであり、回転許容空間13を挟んで互いに同軸状に配置されている。2つの第2軸受孔14Bは、第2バランサシャフト20Bの軸部25Bを回転可能に支持するためのものであり、第1軸受孔14Aと同様、回転許容空間13を挟んで互いに同軸状に配置されている。また、第1軸受孔14Aと第2軸受孔14Bはほぼ同じ高さに配置されている。
Each of the
また、ロアケース11には、その上面を切欠した形態のギヤ収容空間15が形成されている。このギヤ収容空間15は、第1バランサシャフト20Aのドリブンギヤ22を収容するための空間であり、2つの第1軸受孔14Aのうち一方の第1軸受孔14Aを挟んで回転許容空間13とは反対側に配置されている。
Further, the
第1バランサシャフト20Aは、第1シャフト本体21Aとドリブンギヤ22と第1バランスウエイト23Aと第1連動ギヤ24Aとを一体回転し得るように構成したものである。ドリブンギヤ22は、第1シャフト本体21Aの一方の端部に近い位置に配置されている。第1バランスウエイト23Aは、第1シャフト本体21Aの軸線と平行に見たときに第1シャフト本体21Aと同軸の略半円形をなすので、第1バランスウエイト23A自体の重心は、第1シャフト本体21Aの軸線から偏心した位置にある。また、第1バランスウエイト23Aは、非磁性材料からなり、第1シャフト本体21Aの軸線方向において所定の厚みを有する。
The
第1連動ギヤ24Aは、第1バランスウエイト23Aの軸線方向における両端面のうちドリブンギヤ22と対向する側の端面に重なるように配置されている。第1シャフト本体21Aのうちドリブンギヤ22とは反対側の端部と、ドリブンギヤ22と第1連動ギヤ24Aとの間の部分は、いずれも、第1軸部25Aとなっている。2つの第1軸部25Aのうちドリブンギヤ22と第1連動ギヤ24Aとの間に位置する第1軸部25Aの両端部には、一対の第1フランジ部26Aが形成されている。
24 A of 1st interlocking gears are arrange | positioned so that it may overlap with the end surface of the side facing the driven
かかる第1バランサシャフト20Aは、2つの第1軸部25Aを2つの第1軸受孔14Aに回転可能に嵌合することにより、第1シャフト本体21Aの軸線を水平方向に向けた姿勢でハウジング10に対して回転可能に支持されている。また、一対の第1フランジ部26Aを第1軸受孔14Aの孔縁に摺接させることにより、第1バランサシャフト20Aは、ハウジング10に対する軸線方向への相対移動を規制されている。
The
第1バランサシャフト20Aをハウジング10に取り付けた状態では、ドリブンギヤ22の下半分の領域がギヤ収容空間15内に収容され、ドリブンギヤ22の上半分の領域がハウジング10の外部に露出されている。このドリブンギヤ22の露出部分は、エンジン3のクランクギヤに係合されており、クランクシャフトの回転力がドリブンギヤ22を介して第1バランサシャフト20Aに伝達されるようになっている。また、第1バランスウエイト23Aと第1連動ギヤ24Aは、回転許容空間13内に収容されている。第1バランスウエイト23Aと第1連動ギヤ24Aは、両バランサシャフトの軸線と直角な水平方向において、回転許容空間13内のほぼ1/2の領域を占める。
With the first balancer shaft 20 </ b> A attached to the
第2バランサシャフト20Bは、第2シャフト本体21Bと第2バランスウエイト23Bと第2連動ギヤ24Bとを一体回転し得るように構成したものである。第2バランスウエイト23Bは、第2シャフト本体21Bの軸線方向におけるほぼ中央位置に配置されている。第2バランスウエイト23Bは、第2シャフト本体21Bの軸線と平行に見たときに第2シャフト本体21Bと同軸の略半円形をなすので、第2バランスウエイト23B自体の重心は、第2シャフト本体21Bの軸線から偏心した位置にある。また、第2バランスウエイト23Bは、非磁性材料からなり、第2シャフト本体21Bの軸線方向において所定の厚みを有する。
The
第2連動ギヤ24Bは、第1バランスウエイト23Aの軸線方向における両端面のうち一方(両バランサシャフト20A,20Bをハウジング10に取り付けた状態では、ドリブンギヤ22側)の端面に重なるように配置されている。第2シャフト本体21Bの軸線方向の両端部は、いずれも、第2軸部25Bとなっており、この2つの第2軸部25Bは、第2バランスウエイト23Bと第2連動ギヤ24Bを挟むように位置している。2つの第2軸部25Bのうちハウジング10に取り付けた状態においてドリブンギヤ22側となる第2軸部25Bの両端部には、一対の第2フランジ部26Bが形成されている。
The
かかる第2バランサシャフト20Bは、2つの第2軸部25Bを2つの第2軸受孔14Bに回転可能に嵌合することにより、第2シャフト本体21Bの軸線を水平で且つ第1シャフト本体21Aと平行に向けた姿勢でハウジング10に対して回転可能に支持されている。また、一対の第2フランジ部26Bを第2軸受孔14Bの孔縁に摺接させることにより、第2バランサシャフト20Bは、ハウジング10に対する軸線方向への相対移動を規制されている。
The
第2バランサシャフト20Bをハウジング10に取り付けた状態では、第2バランスウエイト23Bと第2連動ギヤ24Bが、回転許容空間13内に収容されている。第2バランスウエイト23Bと第2連動ギヤ24Bは、両バランサシャフト20A,20Bの軸線と直角な水平方向において、回転許容空間13内のほぼ1/2の領域を占める。また、回転許容空間13内では、第1連動ギヤ24Aと第2連動ギヤ24Bが係合され、ドリブンギヤ22を介してクランクシャフトから第1バランサシャフト20Aに伝達された回転力は、両連動ギヤ24A,24Bを介して第2バランサシャフト20Bに伝達されるようになっている。これにより、第1バランサシャフト20Aと第2バランサシャフト20Bは、軸線を平行にして水平に並んだ状態で、互いに逆方向に回転するようになっている。
When the
また、第1バランサシャフト20Aと第2バランサシャフト20Bが連動して互いに逆向きに回転する際には、第1バランスウエイト23Aと第2バランスウエイト23Bは、両バランサシャフト20A,20Bの軸線と平行な仮想軸線(図示省略)に関して対称な位置関係を保って偏心回転するようになっている。このように2つのバランスウエイト23A,23Bがエンジン3の駆動に連動して偏心回転することにより、エンジン3の振動が低減されるようになっている。
Further, when the
次に、第1発電機2Aと第2発電機2Bを図1を参照して説明する。第1発電機2Aは、複数個の第1ロータ30Aと複数個の第1ステータ31Aとを備えて構成されている。複数個の第1ロータ30Aは、いずれも永久磁石からなり、第1バランスウエイト23Aに設けられている。第1バランサシャフト20Aの軸線方向に見たときに、複数の第1ロータ30Aは、第1バランサシャフト20Aと同心の円周に沿って一定のピッチで配置されている。また、各第1ロータ30Aは、その全体が第1バランスウエイト23Aの内部に埋設された状態で設けられている。これら複数の第1ロータ30Aは、第1バランスウエイト23Aと一体となって一定の円周上を回転移動するようになっている。
Next, the
複数の第1ステータ31Aは、いずれもコイルからなり、ハウジング10を構成するロアケース11のうち第1バランサシャフト20Aと同心の円弧形をなす第1下面壁16Aの外面(下面)に固定して設けられている。この第1ステータ31Aの固定位置は、ハウジング10の外部であって、ハウジング10を挟んでエンジン3とは上下逆の位置である。また、第1バランサシャフト20Aの軸線方向に見たときに、複数の第1ステータ31Aは、第1バランサシャフト20Aと同心の円周に沿って一定のピッチで配置されている。
Each of the plurality of
第2発電機2Bは、複数個の第2ロータ30Bと複数個の第2ステータ31Bとを備えて構成されている。複数個の第2ロータ30Bは、いずれも永久磁石からなり、第2バランスウエイト23Bに設けられている。第2バランサシャフト20Bの軸線方向に見たときに、複数の第2ロータ30Bは、第2バランサシャフト20Bと同心の円周に沿って一定のピッチで配置されている。また、各第2ロータ30Bは、その全体が第2バランスウエイト23Bの内部に埋設された状態で設けられている。これら複数の第2ロータ30Bは、第2バランスウエイト23Bと一体となって一定の円周上を回転移動するようになっている。
The
複数の第2ステータ31Bは、いずれもコイルからなり、ハウジング10を構成するロアケース11のうち第2バランサシャフト20Bと同心の円弧形をなす第2下面壁16Bの外面(下面)に固定して設けられている。この第2ステータ31Bの固定位置は、ハウジング10の外部であって、ハウジング10を挟んでエンジン3とは上下逆の位置である。また、第2バランサシャフト20Bの軸線方向に見たときに、複数の第2ステータ31Bは、第2バランサシャフト20Bと同心の円周に沿って一定のピッチで配置されている。
Each of the plurality of
本実施形態の発電機2A,2Bでは、バランサシャフト20A,20Bと一体となってロータ30A,30Bが回転することにより発電が行われるのであるが、ロータ30A,30Bは、バランスウエイト23A,23Bに一体回転し得るように取り付けているので、ハウジング10の内部に収容されている。ハウジング10の内部には、バランスウエイト23A,23Bの回転動作を許容するためのスペースとして回転許容空間13が存在しているのであるが、この回転許容空間13は、ロータ30A,30Bの回転動作を可能とするためのスペースとしても有効に利用されている。したがって、ハウジグの外部にロータを配置した場合に比べると、本実施形態では省スペース化を図ることができる。
In the
また、ロータが埋設されていない既存のバランスウエイトの外面にロータを配置した場合には、そのバランスウエイトの重心位置が、ロータを取り付ける前の状態のバランスウエイトの重心位置から大きくずれることが懸念される。その点、本実施形態では、ロータ30A,30Bをバランスウエイト23A,23Bの内部に埋設しているので、その重心位置が既存のバランスウエイトの重心位置から大きくずれる虞がなく、重心位置のずれに起因する振動低減機能の低下を回避することができる。
In addition, when the rotor is arranged on the outer surface of an existing balance weight in which the rotor is not embedded, there is a concern that the center of gravity position of the balance weight may deviate greatly from the position of the balance weight before the rotor is attached. The In this respect, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、エンジン3がハウジング10の上方に位置し、バランサシャフト20A,20Bが、シャフト本体21A,21Bを概ね水平に向けた姿勢で支持されているという形態に着目し、ステータ31A,31Bを、ハウジング10の下面に配置した。このように、ステータ31A,31Bを、ハウジング10の下面、即ちエンジン3とはハウジング10を挟んで反対側の位置に配置したことにより、ハウジング10とエンジン3との位置関係やハウジング10の上面側の形状を変更せずに済んでいる。
Further, in the present embodiment, focusing on the form in which the
また、ステータをハウジングの内部に配置した場合には、ハウジングの内部にステータの収容スペースを確保しなければならないため、既存のハウジングを流用できなくなることが懸念される。その点、本実施形態では、ステータ31A,31Bをハウジング10の外面に配置したので、既存のハウジング10を流用することが可能となっている。
Further, when the stator is arranged inside the housing, there is a concern that the existing housing cannot be used because a space for accommodating the stator must be secured inside the housing. In that respect, in the present embodiment, since the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、ロータの全体をバランスウエイトの内部に埋設したが、ロータは、その一部のみをバランスウエイトに埋設して他の部分をバランスウエイトの外面から突出させた形態としてもよく、ロータの全体をバランスウエイトの外面から突出させた形態としてもよい。
(2)上記実施形態では、ステータを、ハウジングの下面、即ちハウジングを挟んでエンジンとは反対側の位置に配置したが、ステータは、ハウジングの上面、即ちエンジンと同じ側の位置に配置してもよく、ハウジングの側面に配置してもよい。
(3)上記実施形態では、ステータをハウジングの外部(外面)に配置したが、ステータは、ハウジングの内部(内面)に配置してもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In the above embodiment, the entire rotor is embedded in the balance weight. However, the rotor may be configured such that only a part of the rotor is embedded in the balance weight and the other part protrudes from the outer surface of the balance weight. Alternatively, the entire rotor may be protruded from the outer surface of the balance weight.
(2) In the above embodiment, the stator is disposed on the lower surface of the housing, that is, on the opposite side of the engine with respect to the housing. However, the stator is disposed on the upper surface of the housing, that is, on the same side as the engine. It may be arranged on the side of the housing.
(3) In the above embodiment, the stator is disposed outside (outer surface) of the housing, but the stator may be disposed inside (inner surface) of the housing.
1…振動低減装置
2A…第1発電機
2B…第2発電機
3…エンジン
10…ハウジング
20A…第1バランサシャフト
20B…第2バランサシャフト
21A…第1シャフト本体
21B…第2シャフト本体
23A…第1バランスウエイト
23B…第2バランスウエイト
30A…第1ロータ
30B…第2ロータ
31A…第1ステータ
31B…第2ステータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
前記バランサシャフトのうち少なくとも前記バランスウエイトを収容するとともに、前記シャフト本体を回転可能に支持するハウジングと、
前記バランサシャフトの回転力を利用して発電を行う発電機とを備えたエンジンの振動低減装置において、
前記発電機が、
前記バランスウエイトに一体回転し得るように取り付けたロータと、
前記ハウジングに取り付けたステータとを備えて構成されていることを特徴とするエンジンの振動低減装置。 A balancer shaft configured to include a shaft body and a balance weight, and to reduce engine vibration by rotating in conjunction with engine driving;
A housing that accommodates at least the balance weight of the balancer shaft and rotatably supports the shaft body;
In the engine vibration reduction device comprising a generator that generates electric power using the rotational force of the balancer shaft,
The generator is
A rotor attached to be able to rotate integrally with the balance weight;
An engine vibration reduction device comprising a stator attached to the housing.
前記バランサシャフトが、前記シャフト本体を概ね水平に向けた姿勢で支持されており、
前記ステータが、前記ハウジングの下面に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のエンジンの振動低減装置。 The engine is disposed above the housing;
The balancer shaft is supported in a posture in which the shaft main body is oriented substantially horizontally;
The engine vibration reducing device according to claim 1, wherein the stator is disposed on a lower surface of the housing.
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